Présentation
RÉSUMÉ
Le bruit audible des machines électriques participe à leur impact environnemental et doit être intégré dès leur stade de conception. Cet article porte sur les vibrations et le bruit acoustique d'origine magnétique, dû aux forces de Maxwell, dans les machines asynchrones. Les différentes sources d'efforts harmoniques sont caractérisées analytiquement. Des outils de prédiction du niveau de bruit rayonné sont présentés, ainsi que différentes règles de conception. Enfin, des méthodes de caractérisation expérimentale et des exemples de diagnostic du comportement vibroacoustique des machines asynchrones sont expliqués.
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Lire l'articleAUTEUR(S)
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Jean LE BESNERAIS : Ingénieur R&D EOMYS ENGINEERING, 121 rue de Chanzy 59260 Lille Hellemmes, France
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Vincent LANFRANCHI : Maître de conférences à l'université de technologie de Compiègne Laboratoire d'électromécanique de Compiègne (LEC)
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Michel HECQUET : Professeur à l'école centrale de Lille Responsable du département EEA (électronique électrotechnique automatique) - Laboratoire d'électrotechnique et d'électronique de puissance de Lille (L2EP)
INTRODUCTION
Le bruit audible des machines électriques, qui participe à leur impact environnemental au même titre que leur consommation électrique ou leur recyclabilité, est devenu un critère majeur durant leur phase de conception, à la fois dans les applications industrielles, où l’exposition au bruit a un impact direct sur la santé, et dans les transports pour des raisons de confort acoustique.
Le niveau de bruit global d’une machine électrique provient de trois sources principales : le bruit d’origine mécanique (roulements, engrenages, etc.), le bruit d’origine aérodynamique ou hydrodynamique (fluides de refroidissement) et le bruit d’origine magnétique. Dans les machines ouvertes à courant alternatif, le bruit magnétique peut dominer le niveau de bruit total à basse et moyenne vitesse . Il est produit par les courants présents dans la machine asynchrone et se caractérise souvent par une désagréable émergence de raies acoustiques. Cette tonalité est par ailleurs pénalisée par la norme de limite de bruit CEI 60034-9 : la compréhension du phénomène de bruit d’origine magnétique est donc primordiale en vue de concevoir des machines silencieuses, ou de diagnostiquer et résoudre des problèmes vibroacoustiques sur des machines existantes. Les vibrations magnétiques sont également source de fatigue mécanique, qui dégrade la fiabilité de la machine électrique. Leur analyse et leur minimisation permettent donc d’améliorer la durée de vie de la machine.
La prédiction du bruit d’origine magnétique relève de la modélisation multiphysique : elle nécessite à la fois un modèle électromagnétique de l’excitation de la machine et un modèle vibroacoustique de la structure excitée. De plus, le bruit doit être simulé en régime variable afin de prendre en compte les phénomènes de résonance : l’utilisation d’outils éléments finis électro-vibro-acoustiques lors de la phase de conception soulève donc des difficultés, tant du point de vue du temps de calcul que du couplage numérique. Des modèles analytiques électromagnétique, vibratoire et acoustique ont donc été développés
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MOTS-CLÉS
vibration | machines asynchrones | transport | énergie | bruit acoustique | interpretation expérimentale | règles de conception
VERSIONS
Il existe d'autres versions de cet article :
- Version archivée 1 de nov. 2008 par Jean LE BESNERAIS, Vincent LANFRANCHI, Michel HECQUET, Pascal BROCHET
- Version archivée 2 de mai 2013 par Jean LE BESNERAIS, Vincent LANFRANCHI, Michel HECQUET, Pascal BROCHET
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CET ARTICLE SE TROUVE ÉGALEMENT DANS :
Bruit audible d'origine magnétique dans les machines asynchrones
Sources de bruit audible d’origine magnétique
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